笼形聚倍半硅氧烷增强多壁碳纳米管的分散性研究及其纤维素复合膜的制备

来源 :西南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zzx_520360
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
塑料包装的不可降解及其主要原料石化资源的日益衰竭所引发的环境问题越来越受关注。因此,开发和利用可降解且性能优良的生物基高分子迫在眉睫。纤维素及其衍生物具有良好的成膜性和低廉的价格,因此在食品包装领域具有巨大的应用潜力。但纯的纤维素膜往往机械性能和阻水性较差,严重地限制了其实际应用。在高分子中添加纳米填料是近年来广泛研究的可有效改善高分子膜性能的手段,但其改善效果与纳米粒子在高分子中的分散性紧密相关。基于以上背景,本研究选用多壁碳纳米管(MWNTs)为纳米填料来改善纤维素膜的性能,采用物理分散剂和球磨技术以提高其在复合膜中的分散性。第一采用笼形聚倍半硅氧烷(POSS)作为MWNTs的物理分散剂,以紫外吸光度为指标,考察了POSS的结构、MWNTs的浓度及POSS与MWNTs的质量比对MWNTs在水溶液中分散性的影响;第二,借助湿法球磨技术进一步提高POSS对MWNTs的分散效率,优化了POSS和MWNTs的质量比、球磨时间和球磨速度等影响因素;第三,采用透射电镜、拉曼光谱、荧光光谱和紫外近红外光谱等测试方法探究了POSS增强MWNTs分散性的机理;第四将MWNTs/POSS分散液与羧甲基纤维素钠(CMC)共混制备复合膜,对复合膜的微观形貌、结晶形貌、机械性能和水蒸气透过系数等性能进行了表征,以探究纳米粒子对复合膜的结构和性能的影响以及MWNTs和POSS在复合膜中的协同作用。通过以上研究,本论文获得了如下主要结果:1.POSS对MWNTs在水溶液中的分散性的增强作用与POSS的结构、MWNTs的浓度及POSS与MWNTs的质量比有关。五种不同结构的POSS中,非极性较强的POSSC在提高MWNTs的分散浓度和稳定性方面均具有较好的效果。在所测试的条件下,当MWNTs浓度为30 mg/L,且POSSC和MWNTs的质量比为1时,MWNTs在水溶液中的分散性和稳定性均为最好。2.将POSSC和MWNTs的混合物湿法球磨后再分散,探究了湿法球磨的最佳条件为:POSSC和MWNTs的质量比为1,球磨速度和时间分别是200 rpm和60 min。此时,MWNTs的初始分散浓度约为15.45 mg/L,且在静置180 min后,仍能保持初始浓度的96.82%。3.通过透射电镜可观察到,POSSC在球磨作用下吸附在MWNTs的表面。拉曼光谱、荧光光谱和紫外近红外光谱的结果则进一步表明二者间主要是物理的相互作用,并存在电荷转移。因此,POSSC对MWNTs的分散作用主要是通过POSSC在MWNTs表面的吸附产生的空间位阻所导致。而湿法球磨提供的剪切等作用可促进更多的POSSC吸附在MWNTs表面,从而进一步提高了MWNTs在水中的分散性。4.将MWNTs/POSSC混合物添加到CMC膜中,当添加量小于1 wt.%时,纳米粒子在复合膜内分散较好;当MWNTs/POSSC的添加量为0.75 wt.%时,相较于纯CMC膜,复合膜的抗拉强度、杨氏模量和伸长率分别提高了30%,11%和41%,且水蒸气透过系数降低了10%。与单独添加等量的MWNTs和POSSC的复合膜相比,同时添加MWNTs/POSSC时对复合膜各项性能的改善效果更好。这说明MWNTs与POSSC共同作用对CMC膜的改善效果高于单一组分。
其他文献
目前,可持续发展已受到世界各国重视,可持续设计及其应用也日渐广泛。中国是家具生产大国,对家具进行可持续设计、评价及方法的研究具有重要现实意义。本文通过对典型家具及
美国糖尿病学会(ADA)2011年新近发布的指南,对妊娠合并糖尿病的诊断标准进行了更新。新的标准是根据HAPO研究的结果制定的。妊娠期糖尿病新的诊断标准中血糖界值较以往下调,
自体脂肪组织因来源丰富、移植操作简单、价格相对低廉等而被认为是最理想的软组织填充材料,近年来被广泛用于整形外科领域,尤其是在隆乳术中。自体脂肪移植技术虽广泛应用,
流程管理的顺利开展需要建立与之匹配的新型绩效评价系统。以流动资金为主线对制造企业的业务流程进行了分析,在此基础之上从指标性质和评价范围两个方面探讨了流程绩效评价
随着经济全球化进程的加快和市场竞争的日趋激烈,用户需求愈加突出个性化和多样化,企业面临的不确定性不断增加,迫使我国企业采用供应链管理先进的思想和策略以提高供应链运作效
在认识专业镇对我国城乡经济发展的作用的基础上 ,概述了它的基本特征和分类。进而剖析了专业镇存在的主要问题 :一些专业镇内部和专业镇之间尚缺乏有效的协调机制 ,导致同行
所谓独立性,是指不依靠他人,自觉地、有目的地独自进行认知或行动的一种个性品质特征。本文就如何培养孩子的独立性谈了几种做法和体会。
结合国外ZARA及H&M等服装企业供应链发展现状,对汉派服装企业内部供应链的构成进行分析,并对组成汉派服装企业内部供应链的主要环节面料供应、服装设计、服装生产、分销配送
遥感技术已经在国民经济和社会发展的众多领域获得广泛的应用,遥感数据的高成本原因使得充分利用这些遥感数据具有重要意义。云覆盖是影响遥感数据质量的重要因素之一,在现有条
本论文包括文献研究和临床研究两部分。 文献综述共三篇。第一篇讨论微量元素的生理作用,第二篇介绍近十年儿童微量元素水平研究概况,第三篇介绍微量元素与儿童健康及生长发